DE1765575C - Schaltungsplatten Baueinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Baueinheit zur flüssigkeitsdichten Stapelung von Schaltungsplatten, die elektronische Bauelemente und Leitungen tragen.

Durch die deutsche Auslegeschrift 1059 988 ist eine dreidimensionale Baueinheit bekannt, die aus mehreren übereinandergestapelten Schaltungsplatten besteht, welche Schaltungselemente und Leitungen tragen und mittels Schraubenbolzen in Richtung senkrecht zu den Schaltungsplatten verschraubt sind, w Entlang der Kanten dieser Schaltungsplatten sind zwischen den einzelnen Schaltungsplatten Abstandsstücke eingelegt, die ebenfalls mittels der Schraubenbolzen miteinander und mit den Schaltungsplatten verschraubt sind. Wärmeerzeugende Bauelemente sind auf Metallplatten montiert, die ihrerseits an den Schaltungsplatten angebracht sind, so daß die Wärme dieser Bauelemente über die Metallplatten und über Kühlflächen an die Luft abgegeben wird. Diese Baueinheit wird auf einer Seite durch eine Deckplatte abgeschlossen, auf der Steckerverbindungen angeordnet sind.

Es ist anzunehmen, daß die beschriebene bekannte Baueinheit sich in vielen Fällen, insbesondere dann bewährt, wenn keine besonderen Beschleunigungskräfte auftreten. Bei großen in R'Jitung der Schaltungsplatten wirkenden Beschleunigungskräften werden diese Schaltungsplatten und Jamit auch die darauf montierten Bauelemente und Leitungen in ihrer Lage verschoben, so daß sich die elektrischen Eigenschaften der Schaltungsanordnungen in unerwünschter Weise ändern. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Baueinheit ist darin zu sehen, daß es schwierig sein dürfte, diese bekannte Baueinheit gasdicht zu verschließen, ohne dafür ein spezielles Gehäuse vorzusehen, welches einen erhöhten technischen Auswand bedingt.

Durch die deutsche Auslegeschrift 1 138 440 ist ein Stapel von Isolierstoff-Rahmen bekannt, auf denen Schaltungselemente für elektronische Bau- 4" gruppen montiert sind. Diese Rahmen sind in Stapelrichtung einerseits mit Nuten und andererseits mit entsprechenden Vorsprüngen versehen, so daß die übereinandergestapelten Rahmen formschlüssig miteinander verbunden sind. Außerdem sind die Rahmen durch Schraubenbolzen miteinander verschraubt. Die Anschlußenden der Bauelemente liegen in weiteren Nuten der Rahmen und werden an den Außenseiten des Rahmen-Stapels miteinander verschaltet, wodurch fertigunfsmäßige Vorteile erzielt werden. Die Gesamtheit der verschraubten Rahmen bilden kein abschirmendes Gehäuse, da sie ja alle aus Isolierstoff bestehen. Falls eine derartige Abschirmung erforderlich ist, muß ein Metallgehäuse vorgesehen sein. Der durch mehrere Rahmen gebildete SS Innenraum kann mit Kunststoffmasse vergossen werden, wodurch die Bauelemente festen Sitz erhalten. Bin nachtraglicher Zugriff zu einzelnen Bauelementen i« dann aber in einfacher Weise nicht möglich.

Durch das deutsche Patent 1106 814 ist eine Baueinheit bekannt, die in Gestelle der Fernmeldetechnik, Insbesondere der Fernsprechtechnik, einschiebbar ist. Diese Baueinheit besteht aus mehreren Metall' r&hisen, die miteinander befestigt sind und sich buchförrrflg auseinanderklappen lassen, Die einzelnen Metallrahmen sind gegeneinander nicht abgedichtet, so daß sie somit nicht zur flUsslgkelisdlchten Stapelung von Schaltungsplatten und Bauelementen verwendbar sind.

Das französische Patent 1503 163 bezieht sich ebenfalls auf eine Baueinheit, die aus mehreren Schaltungsplatten und Metallrahmen gebildet wird. Diese Metallrahmen können formschlüssig aneinandergefügt, aber nicht gegeneinander abgedichtet werden. Diese Baueinheit ist somit ebenfalls nicht geeignet, um Schaltungsplatten und elektronische Bauelemente flüssigkeitsdicht zu stapeln.

Durch das französische Patent 1 267 025 ist ein Kunststoffrahmen bekannt, innerhalb dessen eine Schaltungsplatte mit elektronischen Bauelementen und Leitungen angeordnet ist. Der Rahmen zwischen den Bauelementen und den Leitungen ist mit elastischem Material vergossen. Es wäre grundsätzlich denkbar, mehrere derartige Kunststoffrahmen miteinander zu einer Baueinheit zu vereinigen. Bei dieser Anordnung würden jedoch Schwierigkeiten hinsichtlich der Wärmeableitung auftreten. Außerdem wäre ein zerstörungsfrei« Zugriff zu den einzelnen Bauelementen kaum möglich.

Durch die britische Patentschrift 944 039 ist ein Metallrahmen bekannt, der teilweise eine Schaltungsplatte umgibt, auf der elektronische Bauelemente angeordnet sind. Auf dieser Schaltungsplatte ist eine Leiterbahn angeordnet, die als Antenne dient. Es wäre grundsätzlich denkbar, mehrere derartige Metallrahmen miteinander zu verbinden. Eine derartige Anordnung würde jedoch keine Baueinheit ergeben, innerhalb der die Bauelemente und Leitungen flüssigkeitsdicht angeordnet «ind, da die einzelnen Metallrahmen die Schaltungsplatten voraussetzungsgemäß nicht allseitig umgeben, um die bestimmungsgemäße Wirkung der Antenne zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Baueinheit zur flüssigkeitsdichten Stapelung von Schaltungsplatten anzugeben, die in einfacher Weise einen Zugriff zu den einzelnen Schaltungsplatten ermöglicht, die die Wärme der Bauelemente an die Luft außerhalb des Gehäuses ableitet, die eine große mechanische und elektrische Stabilität besitzt, sich durch relativ geringen Aufwand an Material auszeichnet, viele verschiedene Anordnungen der Bauteile und Steckerverbindungen zuläßt und die Verlegung kurze elektrischer Leitungen gestattet.

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die gleichzeitige Anwendung der nachfolgenden teilweise an sich bekannten Merkmale:

a) Die Räder der Schaltungsplatten sind eingebettet in formschlüssig aneinandergefügte, gegen einander abgedichtete Metallrahmen, die im wesentlichen die Mantelfläche des Gehäuses der Baueinheit bilden;

b) die beiden äußersten Metallrahmen sind formschlüssig durch Metaltdeckel abgedeckt, die die Deckflüche des Gehäuses bilden;

c) die Metallrahmen und Metalldeckel sind miteinander verschraubt;

d) mit wärmeerzeugenden Bauelementen bestückte Schaltungsplatten sind mit einer Metallschicht belegt, deren Ränder zwischen angrenzende Metallrahmen oder zwischen Metallrahmen und Metalideckel eingespannt sind;

e) an mindestens einer Schaltungsplatte sind Steckkontaktstift« und an einer anderen Schaltungsplatte sind Steckkontaktbuchsen derart befestigt,

daß bei verschraubten Metallrahmen und Metalldeckel die Steckkontaktstifte in gegenüberliegenden Steckkontaktbuchsen stecken. Die erfindungsgemäße Baueinheit zeichnet sich wegen der profilierten und miteinander verschraubten Metallrahmen durch große mechanische Stabilität aus. Die Metallrahmen und Metalldeckel bilden ein allseitig geschlossenes Metallgehäuse, das die elektrischen Bauelemente abschirmt. Die erfindungsgemäße Baueinheit zeichnet sich somit auch noch dadurch aus, daß sich ein spezielles Gehäuse erübrigt. Dieses Gehäuse hat den Vorteil, daß es sich selbst ;in die jeweils verwendete Kombination von Schaliungsplatten und Metallrahmen anpaßt, da es ja durch die Gesamtheit dieser Metallrahmen gebildet wird. Der ansonsten erforderliche technische Aufwand, bedingt durch verschieden ausgebildete Gehäuse, wird somit eingespart. Das durch die Metallrahmen und Metalldeckel gebildete Gehäuse zeichnet sich auch noch dadurch aus, daß es in einfacher Weise gas- und flüssigkeitsdicht verschließbar ist. Falls die Schaltungsplatten mit eii er Metallschicht, insbesondere mit einer Kupferschicht, belegt sind, dann bewirken diese automatisch eine Abdichtung des Metallgehäuses. Trotz dieser offensichtlichen Vorteile dieses Metallgehäuses sind die elektronischen Bauteile in einfacher Weise, zugänglich.

In vielen Fällen ist es zweckmäßig, die Metallrahmen in Richtung senkrecht zu den Schaltungsplatten verschieden hoch auszubilden, weil sich auf diese Weise verschieden große Bauelemente unterbringen lassen. Es kann auch zweckmäßig sein, die Metallrahmen in Richtung der Ebene der Schaltungsplatten verschieden lang auszubilden, um beispielsweise im Bereich dieser Metallrahmen Steckerverbindungen anzubringen.

Im folgenden werden die Erfindung und ein Ausiührungsbeispiel derselben an Hand der Fig. 1 bis 6 beschrieben, wobei in mehreren Figuren dargestellte gleich; Bauteile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Baueinheit, F i g. 2 bis 6 Details der in F i g. 1 dargestellten Metallrahmen und Schaltungsplatten.

Dit in Fig. 1 dargestellte Baueinheit besteht im wesentlichen aus den Metallrahmen M 2, M 3, M 4, aus den Schaltungsplatten Pl, P 2, P 3, P4 und aus den Metalldeckeln Dl, Dl. Die Schaltungsplatten sind im profilierte Metallrahmen eingebettet. Beispielsweise ist die Schaltungsplatte P 2 in einen rahmenförmigen Falz F1 eingebettet und somit formschlüssig mit dem Metallrahmen Ml verbunden. Es wäre außerdem denkbar, aber nicht unbedingt erforderlich, diese Schaltungsplatte P1 mit dem Metallrahmen Ml auch noch zu versehrauben.

Die Metalldeckel Dl, Dl und die Metallrahmen Ml₁ Mi, M4 sind in Richtung der gestrichelten Linien miteinander vurschraubt. Die Gesamtheit der Metallrahmen bUdet somit in Verbindung mit den beiden Metalldecke!» D1 und Dl ein allseitig geschlossenes, Strahlen und Elektrizität abschirmendes Metallgehäuse, dessen Größe automatisch an die Anzahl der jeweiligen verwendeten Schaltungsplatten angepaßt ist. Die nach außen weisenden Flächen der Metallrahmen und der Metalldeckel Dl, Dl sind als Kühlflächen K aulgebildet. Auf den SchaltunßeplattenPl und Pl sind elektronische Bauelemente B und Steckkontakte Λ7 ungeordnet, mittels derer Kontakte zu angrenzenden Schaltungsplatten herstellbar sind. Diese Steckkontakte St können schließlich auch mit den Kontakten

des Steckers SI elektrisch verbunden werden, der am Metalldeckel D 1 befestigt ist. Aus F i g. I ist ersichtlich, daß Kontaktstifte dieses Steckers S 1 in entsprechend angeordnete Löcher L der Schalungsplatte Pl einschiebbar sind. In Richtung senkrecht zur

ίο Ebene der Schaltungsplatten sind die Bauelemente H nur über leicht lösbare Kontakte verbunden, so daß die Baueinheit in einfacher Weise zerlegbar ist und beispielsweise die Bauelemente ß der Schaltungsplatte P 2 erreichbar sind, ohne eine einzige Lötstelle

lösen zu müssen.

Die Metallrahmen M3, M4 und die Schalungsplatte P 3 sind etwas länger als die übrigen Metallrahmen und Schalungsplatte ausgebildet, um den Stecker 53 unterzubringen und dessen Kontakte an entsprechende Kontakte der Schaltungsplatte P 3 anschließen zu können. Es wäre denkbar, einige der Metallrahmen M derart zu verlängern, daß in Längsrichtung hintereinander je zwei Schaltungsplattcn in du· verlängerten Metallrahmen einlegbar sind. Durch Variationsmöglichkeiten hinsichtlich der Schaltungsplatten und Metallrahmen senkrecht zur Richtung dieser Schaltungsplatten und hinsichtlich der Länge bzw. Breite der Schaltungsplatten und Metallrahmen wird eine sehr flexible Bauweise ermöglicht. Die Fig. 2 zeigt einerseits den Anschluß der Steckkontakte St untereinander und andererseits die formschlüssige Einbettung der Schaltungsplatten in einen rahmenförmigen Falz der Metallplatten, insbesondere wird durch den Falz F6 bzw. F 5 ein rahmenartiges Bett geschaffen, welches die Schalungsplatte P6 bzw. P 5 lagert. Da die Metallrahmen senkrecht zur Richtung der Schaltungsplatten verschraubt sind, werden diese Schaltungsplatten fest zwischen zwei angrenzende Metallrahmen eingespannt. Durch die profilierten Metallrahmen und durch die Einspannung der Schaltungsplatten wird eine große mechanische Stabilität erreicht.

Die F i g. 3 und 4 zeigen verschieden hoch ausgebildete Metallrahmen M 2 und M 8, beispielsweise um Bauteile verschiedener Größe auf den entsprechenden Schaltungsplatten P 2 bzw. P 8 unterbringen zu können.

Die Fig. 5 zeigt eine Schaltungsplatte P9, die einseitig mit einer Metallschicht MS — vorzugsweise mit einer Kupferschicht — belegi ist. Es wäre auch denkbar, die Schaltungsplatte P9 auf beiden Seiten mit einer derartigen Metallschicht zu belegen. Diese Metallschichten leiten die von den elektronischen Bauteilen B erzeugte Wärme an die Kühlflächen K 55 ab, schirmen die elektronischen Bauteile auf verschiedenen Schaltungsplatten gegeneinander ab und wirken im Bereich des Falzes F9 als Dichtungen, so daß die miteinander verschraubten Metallrahmen und Metalldeckel ohne weitere Maßnahmen ein gas-60 und flUssigkeitsdichtes Gehäuse bilden.

Die F i g. 6 zeigt einen Querschnitt durch den Metalldeckel DI₁ in deren Ausnehmung d 1 die Steckerverbindung 52 angeordnet ist, deren Kontaktstifte mit der Schalungsplatte P 4 verbunden sind.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   L Baueinheit zur flüssigkeitsdichten Stapelung von Schaltungsplatten, die elektronische Bau«

   I 765

   el c mc η ic und Leitungen tragen, gekennzeichnet durch die gleichzeitige Anwendung der nachfolgenden teilweise an sich bekannten Merkmale:

   a) Die Ränder der Schaltungsplatten (P) sind eingebettet in formschlüssig aneinandergefügte, gegeneinander abgedichtete Metallrahmen (M), die im wesentlichen die Mantelflüche des Gehäuses der Baueinheit bilden (Fig. 1); to

   b) die beiden äußersten Metallrahmen (M 1, M 4) sind formschlüssig durch Metatideckel (D 1 bzw. D2) abgedeckt, die die Deckfläche des Gehäuses bilden (Fig. 1);

   c) die Metallrahmen (M) und MetalldeckeT(D) sind miteinander verschraubt (Fig. 1);

   d) mit wärmeerzeugenden Bauelementen bestückte Schaltungsplatten (P) sind mit einer Metallschicht (MS) belegt, deren Ränder zwischen angrenzende Metallrahmen (M) ao oder zwischen Metallrahmen und Metalldeckel eingespannt sind (Fig. 5);

   e) an mindestens einer Schaltungsplatte (P5) sind Steckkontaktstifte und an einer anderen Schaltungsplatte (P 6) sind Steckkontaktbuchsen derart befestigt, daß bei verschraubten Metallrahmen und Metalldeckel die Steckkontaktstifte in gegenüberliegenden Steckkontaktbuchsen stecken (Fig. 2).
2. 2. Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallrahmen (M 2, M8) in Richtung senkrecht zu den Schaltungsplatten (P 2, P 8) verschieden hoch ausgebildet sind.
3. 3. Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallrahmen (M 2, M 3) in Richtung der Ebene der Schaltungsplatten verschieden lang ausgebildet sind.
4. 4. Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Metallrahmen mehrere Schaltungplatten eingebettet sind.
5. 5. Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach außen weisenden Flächen der Metallrahmen und/oder der Metalldeckel als Kühlflächen (K) ausgebildet sind.
6. 6. Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Metalldeckel (dl] ein Stecker (Sl) und/oder ein Bedienelemen und/oder ein Anzeigeelement montiert ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen